CN112229424B - 视觉惯性系统的参数标定方法及装置、电子设备和介质 - Google Patents

视觉惯性系统的参数标定方法及装置、电子设备和介质 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种视觉惯性系统的参数标定方法及装置、电子设备和介质。所述方法包括：获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据；根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据；根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。

Description

视觉惯性系统的参数标定方法及装置、电子设备和介质
技术领域
本公开涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种视觉惯性系统的参数标定方法及装置、电子设备和介质。
背景技术
随着计算机视觉和图像处理技术的发展，通过机器视觉感知周围环境进行定位被广泛应用。通过融合视觉传感器和惯性传感器能够获得更高精度的定位信息。使用视觉传感器和惯性传感器融合的同时定位与地图构建系统(Visual-Inertial SimultaneousLocalization And Mapping，VI-SLAM)，在虚拟现实、增强现实、混合现实、无人机、移动机器人和无人驾驶汽车等方面广泛应用。通过融合视觉传感器和惯性传感器的数据，能够对视觉惯性系统进行高精度定位，并且能够构建精准的三维环境地图。对视觉惯性系统的传感器参数进行标定，对于视觉惯性系统具有重要意义。
发明内容
本公开提供了一种视觉惯性系统的参数标定技术方案。
根据本公开的一方面，提供了一种视觉惯性系统的参数标定方法，所述视觉惯性系统包括视觉传感器和惯性传感器，所述方法包括：
获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据；
根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据；
根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。
本公开实施例通过获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据，根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，并根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，由此在标定过程中不需要借助标定参照物、标定板、转台等外部设备进行辅助，根据视觉惯性系统的状态对待标定参数进行标定，从而能够实现视觉惯性系统的传感器参数的自标定，且能够获得较精准的参数。
在一种可能的实现方式中，
所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述上一时刻的数值；
所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述当前时刻的数值。
基于该实现方式中所述视觉惯性系统的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，能够获得较精准的参数。
在一种可能的实现方式中，
所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述上一时刻的旋转参数；
所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述当前时刻的旋转参数。
基于该实现方式中的视觉传感器的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，有助于提高标定效果。
在一种可能的实现方式中，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的速度；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的速度。
基于该实现方式中的惯性传感器的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，有助于提高标定效果。
在一种可能的实现方式中，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述上一时刻的陀螺仪的零偏；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述当前时刻的陀螺仪的零偏。
基于该实现方式中的惯性传感器的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，有助于进一步提高采用消费级的惯性传感器的视觉惯性系统的标定效果。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括时间偏移，其中，所述时间偏移表示在同一时刻所述视觉传感器的时钟与所述惯性传感器的时钟之间的差值；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件，且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件的情况下，开启对所述时间偏移的标定。
在该实现方式中，第一预设稳定性条件为预先设置的加速度计的零偏的稳定性条件，第二预设稳定性条件为预先设置的陀螺仪的零偏的稳定性条件。所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件时，所述惯性传感器的加速度计和陀螺仪的稳定性均较高。在这个时机开启对所述时间偏移的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。另外，通过先标定所述时间偏移，能够使视觉传感器与惯性传感器的时间戳对齐，以使视觉惯性系统中视觉传感器与惯性传感器的数据是同步的。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的内参；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，其中，所述第三预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
在该实现方式中，通过在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。另外，在所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，视觉惯性系统的稳定度较高，在这个时机开启视觉传感器的内参的标定，能够使当前的视觉惯性系统保持较稳定的状态，从而能够获得较好的标定效果。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的焦距和光心；
在所述开启对所述视觉传感器的内参的标定之前，所述方法还包括：
在获取得到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度以及所述视觉传感器的视场角，确定所述视觉传感器的焦距的初始值；
或者，
在获取不到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的焦距的初始值。
根据该实现方式确定的视觉传感器的焦距的初始值进行视觉惯性系统的参数标定，有助于提高标定精度。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的光心坐标；
在所述开启对所述视觉传感器的内参的标定之前，所述方法还包括：
根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的光心坐标的初始值。
根据该实现方式确定的视觉传感器的光心坐标的初始值进行视觉惯性系统的参数的标定，有助于提高标定精度。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数，其中，所述坐标转换参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数和旋转参数中的至少之一；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，其中，所述第四预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
在该实现方式中，通过在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。另外，在所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，视觉惯性系统的稳定度较高，在这个时机开启所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数的标定，能够使当前的视觉惯性系统保持较稳定的状态，从而能够获得较好的标定效果。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的畸变参数；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定。
在该实现方式中，通过在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。在该实现方式中，视觉传感器的内参先于视觉传感器的畸变参数开启标定。在所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，所述视觉传感器的内参已收敛。在这个时机开启视觉传感器的畸变参数的标定，不会影响视觉传感器的内参的标定效果。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
在该实现方式中，通过根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，由此在当前时刻仅对当前时刻可观测的待标定参数进行标定，而将当前时刻不可观测的待标定参数保持固定，从而不会因视觉惯性系统的运动状态降低参数的有效性，能够提高所标定的参数的精度，从而有助于提高所述视觉惯性系统进行定位、建图、导航等的精度。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括以下至少之一：
在所述视觉惯性系统静止的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。
根据该实现方式，能够将当前时刻不可观测的待标定参数保持固定，从而不会因视觉惯性系统的运动状态降低参数的有效性，能够提高所标定的参数的精度。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
在该实现方式中，通过根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，由此在当前时刻仅对当前时刻可观测的待标定参数进行标定，而将当前时刻不可观测的待标定参数保持固定，从而不会因视觉惯性系统的跟踪状态降低参数的有效性，能够提高所标定的参数的精度，从而有助于提高所述视觉惯性系统进行定位、建图、导航等的精度。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，包括：
在所述视觉惯性系统跟踪丢失的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
和/或，
在所述视觉惯性系统当前跟踪到的特征点的数量小于预设数量的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。
根据该实现方式，能够将当前时刻不可观测的待标定参数保持固定，从而不会因视觉惯性系统的跟踪状态降低参数的有效性，能够提高所标定的参数的精度。
根据本公开的一方面，提供了一种视觉惯性系统的参数标定装置，所述视觉惯性系统包括视觉传感器和惯性传感器，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据；
估计模块，用于根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据；
标定模块，用于根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。
在一种可能的实现方式中，
所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述上一时刻的数值；
所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述当前时刻的数值。
在一种可能的实现方式中，
所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述上一时刻的旋转参数；
所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述当前时刻的旋转参数。
在一种可能的实现方式中，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的速度；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的速度。
在一种可能的实现方式中，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述上一时刻的陀螺仪的零偏；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述当前时刻的陀螺仪的零偏。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括时间偏移，其中，所述时间偏移表示在同一时刻所述视觉传感器的时钟与所述惯性传感器的时钟之间的差值；
所述标定模块用于：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件，且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件的情况下，开启对所述时间偏移的标定。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的内参；
所述标定模块用于：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，其中，所述第三预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的焦距和光心；
所述装置还包括：
第一确定模块，用于在获取得到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度以及所述视觉传感器的视场角，确定所述视觉传感器的焦距的初始值；
或者，
第二确定模块，用于在获取不到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的焦距的初始值。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的光心坐标；
所述装置还包括：
第三确定模块，用于根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的光心坐标的初始值。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数，其中，所述坐标转换参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数和旋转参数中的至少之一；
所述标定模块用于：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，其中，所述第四预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的畸变参数；
所述标定模块用于：
在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第四确定模块，用于根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
在一种可能的实现方式中，所述第四确定模块用于以下至少之一：
在所述视觉惯性系统静止的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第五确定模块，用于根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
在一种可能的实现方式中，所述第五确定模块用于：
在所述视觉惯性系统跟踪丢失的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
和/或，
在所述视觉惯性系统当前跟踪到的特征点的数量小于预设数量的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。
根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；用于存储可执行指令的存储器；其中，所述一个或多个处理器被配置为调用所述存储器存储的可执行指令，以执行上述方法。
根据本公开的一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
本公开实施例通过获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据，根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，并根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，由此在标定过程中不需要借助标定参照物、标定板、转台等外部设备进行辅助，根据视觉惯性系统的状态对待标定参数进行标定，从而能够实现视觉惯性系统的传感器参数的自标定，且能够获得较精准的参数。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
图1示出本公开实施例提供的视觉惯性系统的参数标定方法的流程图。
图2示出本公开实施例提供的视觉惯性系统的参数标定装置的框图。
图3示出本公开实施例提供的一种电子设备800的框图。
图4示出本公开实施例提供的一种电子设备1900的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
相关技术中，视觉惯性系统需要采用离线标定的方式，预先标定好传感器的参数。这种标定方式需要依赖昂贵的设备和专业的技术人员，在标定完成之后将标定的参数配置到视觉惯性系统中。然而，在特定的环境下对视觉惯性系统进行标定，标定好的参数难以适应不同的作业环境。另外，离线标定的参数往往带有误差，无法实时在线调整。同时，当视觉惯性系统所处的设备的机械结构发生变化，或者视觉传感器的焦距是可变化的，或者视觉传感器与惯性传感器非刚性固定时，预先离线标定好的参数通常无法满足当前需求。在无法提供离线标定好的参数的情况下，相关技术中的视觉惯性系统将无法在虚拟现实、增强现实、混合现实、无人机、移动机器人和无人驾驶汽车等应用场景中实施。
为了解决类似上文所述的技术问题，本公开实施例提供了一种视觉惯性系统的参数标定方法及装置、电子设备和介质，能够对视觉惯性系统的待标定参数进行自标定。当视觉惯性系统没有离线标定好的参数的情况下，能够在定位、建图或者导航等的过程中在线估计待标定参数；当视觉惯性系统具有离线标定好的参数的情况下，能够对离线标定好的参数进行优化，提高定位、建图或者导航等的精度。
图1示出本公开实施例提供的视觉惯性系统的参数标定方法的流程图。所述视觉惯性系统包括视觉传感器和惯性传感器。所述视觉惯性系统的参数标定方法的执行主体可以是视觉惯性系统的参数标定装置。例如，所述视觉惯性系统的参数标定装置可以是包含所述视觉惯性系统的任意设备。例如，所述视觉惯性系统的参数标定方法可以由终端设备或服务器或其它处理设备执行。其中，终端设备可以是用户设备(User Equipment，UE)、移动设备、用户终端、终端、蜂窝电话、无绳电话、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、手持设备、计算设备、车载设备或者可穿戴设备等。在一些可能的实现方式中，所述视觉惯性系统的参数标定方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。如图1所示，所述视觉惯性系统的参数标定方法包括步骤S11至步骤S13。
在步骤S11中，获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据。
在本公开实施例中，视觉惯性系统可以表示结合视觉传感器和惯性传感器进行位移和姿态的估计，从而进行定位、建图、导航等中的至少之一的系统。视觉惯性系统有时也可以被称为视觉惯性里程计(Visual-Inertial Odometry，VIO)、视觉惯性导航系统(Visual-Inertial Navigation System，VINS)、视觉惯性SLAM(Visual-InertialSimultaneous Localization And Mapping，VI-SLAM，使用视觉传感器和惯性传感器融合的同时定位与地图构建)系统等。其中，所述视觉传感器可以指利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的仪器。所述视觉传感器可以是单目视觉传感器、双目视觉传感器、多目视觉传感器、RGBD(Red，红；Green，绿；Blue，蓝；Deep，深度)视觉传感器等。例如，所述视觉传感器可以采用单目相机、双目相机、多目相机或者RGBD相机等。所述惯性传感器可以指利用传感质量的惯性力进行测量的传感器。所述惯性传感器可以包括三轴的加速度计和三轴的陀螺仪。所述惯性传感器也可以被称作惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)。例如，所述惯性传感器可以采用包含加速度计和陀螺仪的消费级IMU，还可以采用高精度惯性导航系统、捷联惯性导航系统等。
在本公开实施例中，所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据，可以表示在所述上一时刻对所述视觉惯性系统的状态进行估计，得到的表示所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态的数据。
在步骤S12中，根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据。
在本公开实施例中，两个相邻时刻(例如所述当前时刻与所述上一时刻)之间的时间差，可以大于或等于所述视觉传感器采集图像的频率的倒数。例如，两个相邻时刻之间的时间差，可以等于所述视觉传感器采集图像的频率的倒数。在这个例子中，可以在视觉传感器每次采集到新的图像时，重新估计视觉惯性系统的状态数据。又如，两个相邻时刻之间的时间差，可以等于所述视觉传感器采集图像的频率的倒数的K倍，其中，K为大于1的整数。在一个例子，所述上一时刻可以记为第i时刻，所述当前时刻可以记为第i+1时刻。
在本公开实施例中，随着所述视觉惯性系统的位置、姿态、运动状态等中的至少之一的变化，所述视觉传感器采集的图像以及所述惯性传感器输出的数据将发生变化。所述视觉传感器采集的图像中的特征点，可以包括所述视觉传感器采集的图像中的角点、关键点等，在此不作限定。所述惯性传感器输出的数据，可以包括所述惯性传感器的加速度计输出的数据和/或所述惯性传感器的陀螺仪输出的数据。在本公开实施例中，可以利用所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的多个特征点的坐标，以及所述惯性传感器输出的数据，对所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据进行估计。其中，所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，可以表示在所述当前时刻对所述视觉惯性系统的状态进行估计，得到的表示所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态的数据。
在步骤S13中，根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。
在本公开实施例中，所述视觉惯性系统的待标定参数可以包括所述视觉传感器的内参、所述视觉传感器的畸变参数、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数以及所述视觉传感器与所述惯性传感器之间的时间偏移等中的至少之一。其中，所述视觉传感器的内参可以包括所述视觉传感器的焦距fx和fy，以及所述视觉传感器的光心坐标cx和cy。所述视觉传感器的畸变参数可以包括视觉传感器的径向畸变参数k1和k2，以及视觉传感器的切向畸变参数p1和p2。所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数可以包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数和/或所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。例如，所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数可以包括所述惯性传感器到所述视觉传感器的平移参数和/或所述惯性传感器到所述视觉传感器的旋转参数，或者，所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数可以包括所述视觉传感器到所述惯性传感器的平移参数和/或所述视觉传感器到所述惯性传感器的旋转参数。例如，所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数可以包括所述惯性传感器到所述视觉传感器的平移参数pextri和所述惯性传感器到所述视觉传感器的旋转参数qextri。其中，所述惯性传感器到所述视觉传感器的平移参数，可以表示从所述惯性传感器的坐标系转换到所述视觉传感器的相机坐标系运动的平移分量；所述惯性传感器到所述视觉传感器的旋转参数，可以表示从所述惯性传感器的坐标系转换到所述视觉传感器的相机坐标系运动的旋转分量。所述视觉传感器与所述惯性传感器之间的时间偏移可以记为td，可以表示在同一时刻所述视觉传感器的时钟与所述惯性传感器的时钟之间的差值。
本公开实施例通过获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据，根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，并根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，由此在标定过程中不需要借助标定参照物、标定板、转台等外部设备进行辅助，根据视觉惯性系统的状态对待标定参数进行标定，从而能够实现视觉惯性系统的传感器参数的自标定，且能够获得较精准的参数。
在一种可能的实现方式中，所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述上一时刻的数值；所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述当前时刻的数值。在该实现方式中，所述视觉传感器的状态数据可以表示能够体现所述视觉传感器的运动状态的数据。相应地，所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据，可以表示能够体现所述视觉传感器在上一时刻的运动状态的数据；所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据，可以表示能够体现所述视觉传感器在当前时刻的运动状态的数据。所述惯性传感器的状态数据可以表示能够体现所述惯性传感器的状态的数据。相应地，所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据，可以表示能够体现所述惯性传感器在上一时刻的状态的数据；所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据，可以表示能够体现所述惯性传感器在当前时刻的状态的数据。基于该实现方式中所述视觉惯性系统的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，能够获得较精准的参数。
作为该实现方式的一个示例，所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述上一时刻的旋转参数；所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述当前时刻的旋转参数。在该示例中，所述视觉传感器的状态数据包括所述视觉传感器的平移参数和旋转参数。基于该示例中的视觉传感器的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，有助于提高标定效果。
当然，本领域技术人员可以根据实际应用场景需求灵活选择所述视觉传感器的状态数据。例如，所述视觉传感器的状态数据可以仅包括所述视觉传感器的平移参数，或者可以仅包括所述视觉传感器的旋转参数，或者可以包括所述视觉传感器的其他参数，在此不作限定。
作为该实现方式的一个示例，所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的速度；所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的速度。在该示例中，所述惯性传感器的状态数据包括所述惯性传感器的速度。基于该示例中的惯性传感器的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，有助于提高标定效果。
在一个例子中，所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述上一时刻的陀螺仪的零偏；所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述当前时刻的陀螺仪的零偏。在这个例子中，所述惯性传感器的状态数据包括所述惯性传感器的速度、加速度计的零偏和陀螺仪的零偏。其中，加速度计的零偏表示加速度计的输入为0时加速度计的输出，陀螺仪的零偏表示陀螺仪的输入为0时陀螺仪的输出。基于这个例子中的惯性传感器的状态数据进行视觉惯性系统的传感器参数的自标定，有助于进一步提高采用消费级的惯性传感器的视觉惯性系统的标定效果。
当然，本领域技术人员可以根据实际应用场景需求灵活选择所述惯性传感器的状态数据。例如，所述惯性传感器的状态数据可以包括所述惯性传感器的速度和加速度计的零偏，不包括陀螺仪的零偏。又如，所述惯性传感器的状态数据可以包括所述惯性传感器的速度和陀螺仪的零偏，不包括加速度计的零偏。又如，所述惯性传感器的状态数据可以仅包括加速度计的零偏或者陀螺仪的零偏。
当然，本领域技术人员可以也根据实际应用场景需求灵活设置所述视觉惯性系统的状态数据中包括的数据，本公开实施例对此不作限定。在所述视觉惯性系统的状态数据中，例如，可以采用所述惯性传感器的平移参数替代所述视觉传感器的平移参数，又如，可以采用所述惯性传感器的旋转参数替代所述视觉传感器的旋转参数，又如，可以采用所述视觉传感器的速度替代所述惯性传感器的速度，又如，可以采用其他衡量所述惯性传感器的稳定性和/或精度的参数替代所述惯性传感器的加速度计的零偏和所述惯性传感器的陀螺仪的零偏。
在一种可能的实现方式中，所述视觉惯性传感器的状态数据可以包括视觉传感器的平移参数、视觉传感器的旋转参数、惯性传感器的速度、惯性传感器的加速度计的零偏、惯性传感器的陀螺仪的零偏和待标定参数。例如，对于手机等设备中的消费级的惯性传感器，可以在视觉惯性传感器的状态数据中加入加速度计的零偏和陀螺仪的零偏。
在另一种可能的实现方式中，所述视觉惯性传感器的状态数据可以包括视觉传感器的平移参数、视觉传感器的旋转参数、惯性传感器的速度和待标定参数。例如，对于高精度的惯性传感器，可以不考虑加速度计的零偏和陀螺仪的零偏。
在一种可能的实现方式中，可以构建如式1所示的视觉惯性系统的状态数据X：
Figure BDA0002780859270000131
其中，(·)C可以表示视觉传感器的相机坐标系，(·)I可以表示惯性传感器的坐标系。视觉传感器和惯性传感器都可以看做刚体，刚体的运动可以是六个自由度的，分别是三个自由度的平移运动和三个自由度的旋转运动；
Figure BDA0002780859270000141
表示视觉传感器的平移参数，
Figure BDA0002780859270000142
可以是三维的参数，
Figure BDA0002780859270000143
可以表示视觉传感器在上一时刻的平移参数，
Figure BDA0002780859270000144
可以表示视觉传感器在当前时刻的平移参数；
Figure BDA0002780859270000145
表示视觉传感器的旋转参数，
Figure BDA0002780859270000146
可以是三维的参数，
Figure BDA0002780859270000147
可以表示视觉传感器在上一时刻的旋转参数，
Figure BDA0002780859270000148
可以表示视觉传感器在当前时刻的旋转参数；
Figure BDA0002780859270000149
表示惯性传感器的速度，
Figure BDA00027808592700001410
可以是三维的参数，
Figure BDA00027808592700001411
可以表示惯性传感器在上一时刻的速度，
Figure BDA00027808592700001412
可以表示惯性传感器在当前时刻的速度；
Figure BDA00027808592700001413
表示惯性传感器的加速度计的零偏，
Figure BDA00027808592700001414
可以是三维的参数，
Figure BDA00027808592700001415
可以表示惯性传感器在上一时刻的加速度计的零偏，
Figure BDA00027808592700001416
可以表示惯性传感器在当前时刻的加速度计的零偏；零偏(bias)也可以称为随机游走；
Figure BDA00027808592700001417
表示惯性传感器的陀螺仪的零偏，
Figure BDA00027808592700001418
可以是三维的参数，
Figure BDA00027808592700001419
可以表示惯性传感器在上一时刻的陀螺仪的零偏，
Figure BDA00027808592700001420
可以表示惯性传感器在当前时刻的陀螺仪的零偏；
Xcalib表示待标定参数。
作为该实现方式的一个示例，Xcalib可以包括如式2所示的参数：
Xcalib＝[fx fy cx cy k1 k2 p1 p2 pextri qextri td] 式2，
其中，fx、fy、cx、cy、k1、k2、p1和p2分别是一维的参数，pextri和qextri可以分别是三维的参数，td是一维的参数。
在一个例子中，td可以采用式3确定：
td＝tC-tI 式3，
其中，tC表示视觉传感器的时钟，tI表示惯性传感器的时钟。
本领域技术人员可以根据实际应用场景需求确定待标定参数具体包括哪些参数，在此不作限定。在本公开实施例中，在具有离线标定好的参数的情况下，可以将离线标定好的参数的值作为该参数的初始值，并可以通过自标定更新该参数的值；在没有离线标定的参数的情况下，可以设置待标定参数的初始值。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的焦距；在所述开启对所述视觉传感器的内参的标定之前，所述方法还包括：在获取得到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度以及所述视觉传感器的视场角，确定所述视觉传感器的焦距的初始值；或者，在获取不到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的焦距的初始值。根据该实现方式确定的视觉传感器的焦距的初始值进行视觉惯性系统的参数标定，有助于提高标定精度。
例如，可以采用式4确定视觉传感器的焦距的初始值：
Figure BDA0002780859270000151
其中，W和H分别表示视觉传感器采集的图像的宽度和高度，Cfov表示视觉传感器的视场角。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的光心坐标；在所述开启对所述视觉传感器的内参的标定之前，所述方法还包括：根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的光心坐标的初始值。根据该实现方式确定的视觉传感器的光心坐标的初始值进行视觉惯性系统的参数的标定，有助于提高标定精度。
例如，可以采用式5和式6确定视觉传感器的光心坐标的初始值：
Figure BDA0002780859270000152
Figure BDA0002780859270000153
在一种可能的实现方式中，视觉传感器的畸变参数k1，k2，p1和p2的初始值可以设置为0。
在一种可能的实现方式中，时间偏移td的初始值可以设置为0。
在一种可能的实现方式中，惯性传感器到视觉传感器的平移参数pextri的初始值可以设置为[0 0 0]T。
在一种可能的实现方式中，惯性传感器到视觉传感器的旋转参数qextri的初始值可以设置为I3×3，其中，I表示单位矩阵。
需要说明的是，尽管以以上实现方式介绍了待标定参数的初始值的设置方式如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。本领域技术人员可以根据实际应用场景需求和/或经验灵活设置待标定参数的初始值，在此不作限定。
在一种可能的实现方式中，视觉传感器采集的图像中的特征点在视觉传感器的相机坐标系下的三维坐标可以记为PC＝[XC YC ZC]T。PC在像平面坐标系下对应的二维坐标
Figure BDA0002780859270000161
PC在像素坐标系下对应的坐标可以采用式7确定：
Figure BDA0002780859270000162
根据小孔视觉传感器模型，可以得到式8至式11：
Figure BDA0002780859270000163
kr＝1+k1r2+k2r4 式9，
Figure BDA0002780859270000164
Figure BDA0002780859270000165
pC去除畸变之后的坐标pC′＝[xC′ yC′]T，xC′和yC′分别可以采用式12和式13得到：
xC′＝xC×kr+px 式12，
yC′＝yC×kr+py 式13。
PC在像素坐标系下对应的去除畸变之后的坐标
Figure BDA0002780859270000166
在一种可能的实现方式中，如式14所示，视觉传感器的平移参数
Figure BDA0002780859270000167
可以根据惯性传感器的平移参数
Figure BDA0002780859270000168
和惯性传感器到视觉传感器的平移参数pextri确定：
Figure BDA0002780859270000169
如式15所示，视觉传感器的旋转参数
Figure BDA00027808592700001610
可以根据惯性传感器的旋转参数
Figure BDA00027808592700001611
和惯性传感器到视觉传感器的旋转参数qextri确定：
Figure BDA00027808592700001612
如式16至式18所示，惯性传感器的平移参数
Figure BDA00027808592700001613
旋转参数
Figure BDA00027808592700001614
和速度
Figure BDA00027808592700001615
可以通过积分进行求取：
Figure BDA00027808592700001616
Figure BDA0002780859270000171
Figure BDA0002780859270000172
其中，(·)(i)和(·)(i+1)分别表示第i时刻(即上一时刻)和第i+1时刻(即当前时刻)的数据，
Figure BDA0002780859270000173
和
Figure BDA0002780859270000174
分别表示加速度计和陀螺仪输出的数据，
Figure BDA0002780859270000175
和
Figure BDA0002780859270000176
分别表示加速度计和陀螺仪输出的数据的噪声项。
其中，
Figure BDA0002780859270000177
和
Figure BDA0002780859270000178
分别可以采用式19和式20确定：
Figure BDA0002780859270000179
Figure BDA00027808592700001710
其中，aI和wI分别表示加速度计和陀螺仪的真实数据；
Figure BDA00027808592700001711
是白噪声，可以查表获得，也可以默认为0，也可以使用
Figure BDA00027808592700001712
求导获得，例如，
Figure BDA00027808592700001713
Figure BDA00027808592700001714
是白噪声，可以查表获得，也可以默认为0，也可以使用
Figure BDA00027808592700001715
求导获得，例如，
Figure BDA00027808592700001716
在一种可能的实现方式中，视觉惯性系统的状态数据对应的雅可比矩阵可以表示为式21：
Figure BDA00027808592700001717
其中，15表示Jp、Jq，Jv，Jba和Jbg的维度的总和，m表示Jcalib中待标定参数的维度(即待标定参数的数量)。Jp表示视觉传感器的平移参数对应的雅可比矩阵，Jq表示视觉传感器的旋转参数对应的雅可比矩阵，Jv表示惯性传感器的速度对应的雅可比矩阵，Jba表示惯性传感器的加速度计的零偏对应的雅可比矩阵，Jbg表示惯性传感器的陀螺仪的零偏对应的雅可比矩阵，Jcalib表示待标定参数对应的雅可比矩阵。Jp、Jq，Jv，Jba和Jbg分别可以采用式22至式26确定：
Figure BDA00027808592700001718
Figure BDA00027808592700001719
Figure BDA00027808592700001720
Figure BDA0002780859270000181
Figure BDA0002780859270000182
其中，
Figure BDA0002780859270000183
表示惯性传感器的平移参数对应的残差，
Figure BDA0002780859270000184
表示惯性传感器的旋转参数对应的残差，
Figure BDA0002780859270000185
表示惯性传感器的速度对应的残差，g表示重力加速度，Δt表示惯性传感器输出数据的频率的倒数。
在一种可能的实现方式中，可以采用式27至式30得到视觉传感器的内参fx、fy、cx和cy对应的雅可比矩阵：
Figure BDA0002780859270000186
Figure BDA0002780859270000187
Figure BDA0002780859270000188
Figure BDA0002780859270000189
在一种可能的实现方式中，可以采用式31至式34得到视觉传感器的畸变参数k1、k2、p1和p2对应的雅可比矩阵：
Figure BDA00027808592700001810
Figure BDA00027808592700001811
Figure BDA00027808592700001812
Figure BDA00027808592700001813
在一种可能的实现方式中，可以采用式35至式44得到PC＝[XC YC ZC]T对应重投影的雅可比矩阵，其中，重投影表示在计算机视觉中，通过平面单应矩阵和投影矩阵将一帧图像上的点投影到另一帧图像上。
Figure BDA0002780859270000191
Figure BDA0002780859270000192
Figure BDA0002780859270000193
Figure BDA0002780859270000194
Figure BDA0002780859270000195
Figure BDA0002780859270000196
Figure BDA0002780859270000197
Figure BDA0002780859270000198
Figure BDA0002780859270000199
Figure BDA00027808592700001910
在一种可能的实现方式中，在视觉惯性系统初始化之后，可以采用式45至式48确定惯性传感器的加速度计的零偏的方差Varacc和惯性传感器的陀螺仪的零偏的方差Vargyro：
Figure BDA00027808592700001911
Figure BDA00027808592700001912
Figure BDA0002780859270000201
Figure BDA0002780859270000202
其中，w表示滑动窗口的大小。w可以根据经验确定，例如，w可以等于11、3等。
在本公开实施例中，通过估计视觉惯性系统的状态数据，加速度计的零偏和陀螺仪的零偏将逐渐趋于稳定，例如，加速度计的零偏的方差Varacc和陀螺仪的零偏的方差Vargyro将不断降低到收敛的数值。
在一种可能的实现方式中，在开启任一待标定参数的标定之前，可以将该待标定参数固定为初始值。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括时间偏移，其中，所述时间偏移表示在同一时刻所述视觉传感器的时钟与所述惯性传感器的时钟之间的差值；所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件，且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件的情况下，开启对所述时间偏移的标定。
在该实现方式中，可以根据加速度计的零偏的离散程度来衡量加速度计的零偏的稳定性，可以根据陀螺仪的零偏的离散程度来衡量陀螺仪的零偏的稳定性。其中，加速度计的零偏的离散程度越高，则加速度计的零偏的稳定性越低；加速度计的零偏的离散程度越低，则加速度计的零偏的稳定性越高；陀螺仪的零偏的离散程度越高，则陀螺仪的零偏的稳定性越低；陀螺仪的零偏的离散程度越低，则陀螺仪的零偏的稳定性越高。例如，可以根据加速度计的零偏的方差、标准差等来衡量加速度计的零偏的稳定性，可以根据陀螺仪的零偏的方差、标准差等来衡量陀螺仪的零偏的稳定性。其中，加速度计的零偏的方差或者标准差越大，则加速度计的零偏的稳定性越低；加速度计的零偏的方差或者标准差越小，则加速度计的零偏的稳定性越高；陀螺仪的零偏的方差或者标准差越大，则陀螺仪的零偏的稳定性越低；陀螺仪的零偏的方差或者标准差越小，则陀螺仪的零偏的稳定性越高。
在该实现方式中，第一预设稳定性条件为预先设置的加速度计的零偏的稳定性条件，第二预设稳定性条件为预先设置的陀螺仪的零偏的稳定性条件。所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件时，所述惯性传感器的加速度计和陀螺仪的稳定性均较高。在这个时机开启对所述时间偏移的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。另外，通过先标定所述时间偏移，能够使视觉传感器与惯性传感器的时间戳对齐，以使视觉惯性系统中视觉传感器与惯性传感器的数据是同步的。
作为该实现方式的一个示例，所述加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件包括：所述加速度计的零偏的方差小于第一预设值；所述陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件包括：所述陀螺仪的零偏的方差小于第二预设值。例如，第一预设值可以是0.08，第二预设值可以是0.001。当然，第一预设值也可以略大于或略小于0.08，第二预设值也可以略大于或略小于0.001，本领域技术人员可以根据经验灵活确定第一预设值和第二预设值。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的内参；所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，其中，所述第三预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。在该实现方式中，第三预设稳定性条件为预先设置的加速度计的零偏的稳定性条件。第三预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性，表示第三预设稳定性条件对加速度计的零偏的稳定性的要求高于第一预设稳定性条件对加速度计的零偏的稳定性的要求。在该实现方式中，通过在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。另外，在所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，视觉惯性系统的稳定度较高，在这个时机开启视觉传感器的内参的标定，能够使当前的视觉惯性系统保持较稳定的状态，从而能够获得较好的标定效果。
作为该实现方式的一个示例，所述加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件包括：所述加速度计的零偏的方差小于第三预设值，其中，所述第三预设值小于第一预设值。例如，第三预设值可以是0.008。当然，第三预设值也可以略大于或略小于0.008，本领域技术人员可以根据经验灵活确定第三预设值。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数，其中，所述坐标转换参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数和旋转参数中的至少之一；所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，其中，所述第四预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。在该实现方式中，第四预设稳定性条件为预先设置的加速度计的零偏的稳定性条件。第四预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性，表示第四预设稳定性条件对加速度计的零偏的稳定性的要求高于第一预设稳定性条件对加速度计的零偏的稳定性的要求。在该实现方式中，通过在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。另外，在所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，视觉惯性系统的稳定度较高，在这个时机开启所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数的标定，能够使当前的视觉惯性系统保持较稳定的状态，从而能够获得较好的标定效果。
作为该实现方式的一个示例，所述加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件包括：所述加速度计的零偏的方差小于第四预设值，其中，所述第四预设值小于第一预设值。其中，第四预设值可以等于第三预设值，也可以略大于或略小于第三预设值。例如，第四预设值可以是0.008。当然，第四预设值也可以略大于或略小于0.008，本领域技术人员可以根据经验灵活确定第四预设值。
在一种可能的实现方式中，在开启视觉传感器的内参的标定和坐标转换参数的标定之后，可以继续标定时间偏移。
在一种可能的实现方式中，可以采用式49至式56确定fx的方差
Figure BDA0002780859270000221
fy的方差
Figure BDA0002780859270000222
cx的方差
Figure BDA0002780859270000223
以及cy的方差
Figure BDA0002780859270000224
Figure BDA0002780859270000225
Figure BDA0002780859270000226
Figure BDA0002780859270000227
Figure BDA0002780859270000228
Figure BDA0002780859270000229
Figure BDA00027808592700002210
Figure BDA00027808592700002211
Figure BDA00027808592700002212
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的畸变参数；所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定。在该实现方式中，可以根据视觉传感器的内参的离散程度来衡量视觉传感器的内参的稳定性。其中，视觉传感器的内参的离散程度越高，则视觉传感器的内参的稳定性越低；视觉传感器的内参的离散程度越低，则视觉传感器的内参的稳定性越高。例如，可以根据视觉传感器的内参的方差、标准差等来衡量视觉传感器的内参的稳定性。其中，视觉传感器的内参的方差或者标准差越大，则视觉传感器的内参的稳定性越低；视觉传感器的内参的方差或者标准差越小，则视觉传感器的内参的稳定性越高。在该实现方式中，第五预设稳定性条件为预先设置的视觉传感器的内参的稳定性条件。在视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件时，视觉传感器的内参的稳定性较高。在该实现方式中，通过在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定，有助于提高所述视觉惯性系统的待标定参数的收敛速度，提高参数标定的精度和鲁棒性。在该实现方式中，视觉传感器的内参先于视觉传感器的畸变参数开启标定。在所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，所述视觉传感器的内参已收敛。在这个时机开启视觉传感器的畸变参数的标定，不会影响视觉传感器的内参的标定效果。
作为该实现方式的一个示例，所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件包括：所述视觉传感器的内参的方差小于第五预设值。例如，第五预设值可以是0.001。当然，第五预设值也可以略大于或略小于0.001，本领域技术人员可以根据经验灵活确定第五预设值。在该示例中，所述视觉传感器的内参的方差小于第五预设值，可以是fx、fy、cx和cy的方差分别小于第五预设值。当然，本领域技术人员可以根据经验灵活设置开启对视觉传感器的畸变参数的标定的条件。例如，还可以在fx、fy、cx和cy中的一项、两项或三项的方差小于第五预设值的情况下，开启对视觉传感器的畸变参数的标定。
在一种可能的实现方式中，在开启视觉传感器的畸变参数的标定之后，可以继续标定时间偏移、视觉传感器的内参和坐标转换参数。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。在该实现方式中，可以将所述视觉传感器的运动状态作为所述视觉惯性系统的运动状态，以提高所获取的视觉惯性系统的运动状态的可靠性。当然，在实际应用中，也可以将惯性传感器的运动状态作为所述视觉惯性系统的运动状态，在此不作限定。在该实现方式中，可以根据所述视觉惯性系统的运动状态，将当前时刻不可观测的待标定参数确定为在所述当前时刻保持固定的待标定参数。在该实现方式中，通过根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，由此在当前时刻仅对当前时刻可观测的待标定参数进行标定，而将当前时刻不可观测的待标定参数保持固定，从而不会因视觉惯性系统的运动状态降低参数的有效性，能够提高所标定的参数的精度，从而有助于提高所述视觉惯性系统进行定位、建图、导航等的精度。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉惯性系统静止的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。在该示例中，若将视觉传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在视觉传感器的平移参数为0且旋转参数为0的情况下，确定视觉惯性系统静止；若将惯性传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在惯性传感器的平移参数为0且旋转参数为0的情况下，确定视觉惯性系统静止。在该示例中，在所述视觉惯性系统静止的情况下，将时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉传感器或者所述惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数。在该示例中，在所述视觉传感器或者所述惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，可以确定视觉惯性系统为纯旋转运行。在该示例中，若将视觉传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在视觉传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，将所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定；若将惯性传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，将所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数。在该示例中，若将视觉传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述视觉传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，将所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定；若将惯性传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述惯性传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，将所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。在该示例中，若将视觉传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述视觉传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，将时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定；若将惯性传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，将时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。在该示例中，可以在视觉传感器在当前时刻和上一时刻绕着任一坐标轴以相同的角速度运动的情况下，确定视觉传感器绕着所述坐标轴以恒定的角速度运动；可以在惯性传感器在当前时刻和上一时刻绕着任一坐标轴以相同的角速度运动的情况下，确定惯性传感器绕着所述坐标轴以恒定的角速度运动。在实际应用中，可以允许有误差，例如，可以在角速度之间的差值小于预定的阈值的情况下，确定为相同的角速度。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉传感器或者所述惯性传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。在该示例中，若将视觉传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述视觉传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，将时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定；若将惯性传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述惯性传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，将时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。在该示例中，可以在视觉传感器在当前时刻和上一时刻绕着任一坐标轴以相同的速度运动的情况下，确定视觉传感器绕着所述坐标轴以恒定的速度运动；可以在惯性传感器在当前时刻和上一时刻绕着任一坐标轴以相同的速度运动的情况下，确定惯性传感器绕着所述坐标轴以恒定的速度运动。在实际应用中，可以允许有误差，例如，可以在速度之间的差值小于预定的阈值的情况下，确定为相同的速度。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。在该示例中，若将视觉传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述视觉传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，将时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定；若将惯性传感器的运动状态作为视觉惯性系统的运动状态，则可以在所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，将时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。在该示例中，可以在视觉传感器在当前时刻和上一时刻绕着任一坐标轴以相同的角加速度运动的情况下，确定视觉传感器绕着所述坐标轴以恒定的角加速度运动；可以在惯性传感器在当前时刻和上一时刻绕着任一坐标轴以相同的角加速度运动的情况下，确定惯性传感器绕着所述坐标轴以恒定的角加速度运动。在实际应用中，可以允许有误差，例如，可以在角加速度之间的差值小于预定的阈值的情况下，确定为相同的角加速度。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。在该实现方式中，通过根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，由此在当前时刻仅对当前时刻可观测的待标定参数进行标定，而将当前时刻不可观测的待标定参数保持固定，从而不会因视觉惯性系统的跟踪状态降低参数的有效性，能够提高所标定的参数的精度，从而有助于提高所述视觉惯性系统进行定位、建图、导航等的精度。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉惯性系统跟踪丢失的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。在该示例中，跟踪丢失可以表示视觉传感器最新采集的两个图像不具有相关性和/或重定位失败。在该示例中，在所述视觉惯性系统跟踪丢失的情况下，将时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。
作为该实现方式的一个示例，所述根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，包括：在所述视觉惯性系统当前跟踪到的特征点的数量小于预设数量的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。例如，预设数量可以为20。当然，本领域技术人员可以根据实际应用场景需求灵活设置预设数量，在此不作限定。在该示例中，在所述视觉惯性系统当前跟踪到的特征点的数量小于预设数量的情况下，将时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数保持固定，并对其他已开启标定的待标定参数进行标定。
在一种可能的实现方式中，在开启待标定参数的标定之后，可以根据式57，每帧更新一次待标定参数，也可以每隔几帧更新一次待标定参数：
Xcalib(i+1)＝ΔXcalib+Xcalib(i) 式57，
其中，如式58所示，ΔXcalib可以根据平方根反滑动窗口滤波器(Square-RootInverse Sliding Window Filter，SR-ISWF)求解视觉惯性系统状态的状态数据的估计值
Figure BDA0002780859270000261
获得：
Figure BDA0002780859270000262
其中，
Figure BDA0002780859270000263
表示
Figure BDA0002780859270000264
的最优值，ΔXcalib表示第i时刻和第i+1时刻之间待标定参数的变化量，ΔXcalib通过求
Figure BDA0002780859270000265
得到。通过更新视觉惯性系统的状态数据对应的雅可比矩阵(如式21所示)，可以得到所述视觉惯性系统对应的黑塞矩阵。其中，Ri是所述黑塞矩阵的平方根的上三角矩阵，是平方根反滑动窗口滤波器求解
Figure BDA0002780859270000266
的最优值时采用最小二乘法得到的上三角的雅克比矩阵；ri是所述黑塞矩阵的残差的上三角矩阵，是平方根反滑动窗口滤波器求解
Figure BDA0002780859270000271
的最优值时的残差项，即误差项。当
Figure BDA0002780859270000272
无限接近于ri时，
Figure BDA0002780859270000273
最优。平方根反滑动窗口滤波器采用逆滤波器进行迭代再进行线性化。
在一种可能的实现方式中，本公开实施例可以应用于移动终端(例如手机)的AR(Augmented Reality，增强现实)系统和/或VR(Virtual Reality，虚拟现实)系统中，以实现AR系统和/或VR系统中的视觉惯性系统的传感器参数的自标定。
在一种可能的实现方式中，在所述视觉惯性系统具有离线标定好的参数的情况下，采用本公开实施例可以对离线标定好的参数进行在线优化，以提高所述视觉惯性系统进行定位、建图或者导航的精度。
在一种可能的实现方式中，在所述视觉惯性系统不具有离线标定好的参数的情况下，可以采用本公开实施例对视觉惯性系统的传感器参数进行自标定，以提高视觉惯性系统的适配性和通用性。例如，在不具有离线标定好的参数的手机上，通过采用本公开实施例，仍然能够实现适配。
本公开实施例提供的视觉惯性系统的参数标定方法可以应用于虚拟现实、增强现实、混合现实、无人机、移动机器人和无人驾驶汽车等应用领域，在此不作限定。
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
此外，本公开还提供了视觉惯性系统的参数标定装置、电子设备、计算机可读存储介质、程序，上述均可用来实现本公开提供的任一种视觉惯性系统的参数标定方法，相应技术方案和技术效果可参见方法部分的相应记载，不再赘述。
图2示出本公开实施例提供的视觉惯性系统的参数标定装置的框图。所述视觉惯性系统包括视觉传感器和惯性传感器，如图2所示，所述视觉惯性系统的参数标定装置包括：
获取模块21，用于获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据；
估计模块22，用于根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据；
标定模块23，用于根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。
在一种可能的实现方式中，
所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述上一时刻的数值；
所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述当前时刻的数值。
在一种可能的实现方式中，
所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述上一时刻的旋转参数；
所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述当前时刻的旋转参数。
在一种可能的实现方式中，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的速度；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的速度。
在一种可能的实现方式中，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述上一时刻的陀螺仪的零偏；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述当前时刻的陀螺仪的零偏。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括时间偏移，其中，所述时间偏移表示在同一时刻所述视觉传感器的时钟与所述惯性传感器的时钟之间的差值；
所述标定模块23用于：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件，且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件的情况下，开启对所述时间偏移的标定。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的内参；
所述标定模块23用于：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，其中，所述第三预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的焦距和光心；
所述装置还包括：
第一确定模块，用于在获取得到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度以及所述视觉传感器的视场角，确定所述视觉传感器的焦距的初始值；
或者，
第二确定模块，用于在获取不到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的焦距的初始值。
在一种可能的实现方式中，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的光心坐标；
所述装置还包括：
第三确定模块，用于根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的光心坐标的初始值。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数，其中，所述坐标转换参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数和旋转参数中的至少之一；
所述标定模块23用于：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，其中，所述第四预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
在一种可能的实现方式中，所述待标定参数包括所述视觉传感器的畸变参数；
所述标定模块23用于：
在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第四确定模块，用于根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
在一种可能的实现方式中，所述第四确定模块用于以下至少之一：
在所述视觉惯性系统静止的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第五确定模块，用于根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
在一种可能的实现方式中，所述第五确定模块用于：
在所述视觉惯性系统跟踪丢失的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
和/或，
在所述视觉惯性系统当前跟踪到的特征点的数量小于预设数量的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。
本公开实施例通过获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据，根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，并根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，由此在标定过程中不需要借助标定参照物、标定板、转台等外部设备进行辅助，根据视觉惯性系统的状态对待标定参数进行标定，从而能够实现视觉惯性系统的传感器参数的自标定，且能够获得较精准的参数。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现和技术效果可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。其中，所述计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质，或者可以是易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种计算机程序，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码在电子设备中运行时，所述电子设备中的处理器执行用于实现上述方法。
本公开实施例还提供了另一种计算机程序产品，用于存储计算机可读指令，指令被执行时使得计算机执行上述任一实施例提供的视觉惯性系统的参数标定方法的操作。
本公开实施例还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；用于存储可执行指令的存储器；其中，所述一个或多个处理器被配置为调用所述存储器存储的可执行指令，以执行上述方法。
电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
图3示出本公开实施例提供的一种电子设备800的框图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。
参照图3，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合装置(CCD)图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如无线网络(Wi-Fi)、第二代移动通信技术(2G)、第三代移动通信技术(3G)、第四代移动通信技术(4G)/通用移动通信技术的长期演进(LTE)、第五代移动通信技术(5G)或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。
图4示出本公开实施例提供的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图4，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如微软服务器操作系统(Windows ServerTM)，苹果公司推出的基于图形用户界面操作系统(Mac OSXTM)，多用户多进程的计算机操作系统(UnixTM),自由和开放原代码的类Unix操作系统(LinuxTM)，开放原代码的类Unix操作系统(FreeBSDTM)或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (17)

1.一种视觉惯性系统的参数标定方法，其特征在于，所述视觉惯性系统包括视觉传感器和惯性传感器，所述方法包括：
获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据；其中，所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据以及
待标定参数在所述上一时刻的数值；所述视觉传感器的状态数据表示能够体现所述视觉传感器的运动状态的数据；所述惯性传感器的状态数据表示能够体现所述惯性传感器的状态的数据；
根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据；其中，所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述当前时刻的数值；
根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述上一时刻的旋转参数；
所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的平移参数和所述视觉传感器在所述当前时刻的旋转参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的速度；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述上一时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述上一时刻的陀螺仪的零偏；
所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据还包括：所述惯性传感器在所述当前时刻的加速度计的零偏以及所述惯性传感器在所述当前时刻的陀螺仪的零偏。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述待标定参数包括时间偏移，其中，所述时间偏移表示在同一时刻所述视觉传感器的时钟与所述惯性传感器的时钟之间的差值；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第一预设稳定性条件，且所述惯性传感器的陀螺仪的零偏满足第二预设稳定性条件的情况下，开启对所述时间偏移的标定。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述待标定参数包括所述视觉传感器的内参；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第三预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的内参的标定，其中，所述第三预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的焦距和光心；
在所述开启对所述视觉传感器的内参的标定之前，所述方法还包括：
在获取得到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度以及所述视觉传感器的视场角，确定所述视觉传感器的焦距的初始值；
或者，
在获取不到所述视觉传感器的视场角的情况下，根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的焦距的初始值。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述视觉传感器的内参包括所述视觉传感器的光心坐标；
在所述开启对所述视觉传感器的内参的标定之前，所述方法还包括：
根据所述视觉传感器采集的图像的宽度和高度，确定所述视觉传感器的光心坐标的初始值。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的坐标转换参数，其中，所述坐标转换参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数和旋转参数中的至少之一；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据中，所述惯性传感器的加速度计的零偏满足第四预设稳定性条件的情况下，开启对所述坐标转换参数的标定，其中，所述第四预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性高于第一预设稳定性条件对应的加速度计的零偏的稳定性。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述待标定参数包括所述视觉传感器的畸变参数；
所述根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定，包括：
在根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，确定所述视觉传感器的内参满足第五预设稳定性条件的情况下，开启对所述视觉传感器的畸变参数的标定。
11.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述视觉惯性系统的运动状态，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数，包括以下至少之一：
在所述视觉惯性系统静止的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器的平移参数为0且旋转参数不为0的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着x轴、y轴和z轴中的一个轴旋转的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中旋转轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器沿着任一坐标轴以恒定的速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数；
在所述视觉传感器或者所述惯性传感器绕着任一坐标轴以恒定的角加速度运动的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数中所述坐标轴对应的参数。
13.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述视觉惯性系统的跟踪状态，确定所述当前时刻的保持固定的待标定参数，包括：
在所述视觉惯性系统跟踪丢失的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数；
和/或，
在所述视觉惯性系统当前跟踪到的特征点的数量小于预设数量的情况下，确定在所述当前时刻保持固定的待标定参数包括时间偏移、所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的平移参数以及所述惯性传感器与所述视觉传感器之间的旋转参数。
15.一种视觉惯性系统的参数标定装置，其特征在于，所述视觉惯性系统包括视觉传感器和惯性传感器，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述视觉惯性系统在上一时刻的状态数据；其中，所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述上一时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述上一时刻的状态数据以及待标定参数在所述上一时刻的数值；所述视觉传感器的状态数据表示能够体现所述视觉传感器的运动状态的数据；所述惯性传感器的状态数据表示能够体现所述惯性传感器的状态的数据；
估计模块，用于根据所述视觉惯性系统在所述上一时刻的状态数据，所述视觉传感器在当前时刻采集的图像中的特征点的坐标，以及所述惯性传感器在所述当前时刻的输出数据，估计所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据；其中，所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据包括：所述视觉传感器在所述当前时刻的状态数据、所述惯性传感器在所述当前时刻的状态数据以及所述待标定参数在所述当前时刻的数值；
标定模块，用于根据所述视觉惯性系统在所述当前时刻的状态数据，对所述视觉惯性系统的待标定参数进行标定。
16.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
用于存储可执行指令的存储器；
其中，所述一个或多个处理器被配置为调用所述存储器存储的可执行指令，以执行权利要求1至14中任意一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至14中任意一项所述的方法。
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